Le chlorure d'indium(III) est un composé chimique d'indium et de chlore et de formule brute InCl3. Il peut être appréhendé comme un sel ionique ainsi que nous le montre sa structure à l'état solide ou bien comme un composé moléculaire comme le suggère son nom IUPAC, « trichloroindigane ». Il se présente sous la fome d'un sel incolore lorsqu'il est monocristallin ou blanc lorsqu'il est polycristallin.
Il est notamment utilisé en synthèse organique comme acide de Lewis.
Propriétés
Le chlorure d'indium(III) forme des cristaux blancs et hygroscopiques facilement sublimables. Le point de fusion est donné à et le point de sublimation à A.F. Holeman, E. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 1985, Walter de Gruyter, Berlin, New York, p. 891.. L'équation d'Antoine qui donne la pression de vapeur saturante en fonction de la température est pour, InCl3, de la forme ln(P) = −A/T+B, avec P, la pression en Torr, T, la température en K et les paramètres A = 8086 ± 168 et B = 12,654 dans l'intervalle de température de 489 K à 564 K ()F.J. Smith, R.F. Barrow, The heats of sublimation of inorganic substances. Part 6: Some halides of gallium and indium, Trans. Faraday Soc., 1958, vol.54, pp. 826–829. .. La chaleur de sublimation est de . En phase gazeuse, le chlorure d'indium(III) est sous forme de dimères, In2Cl6.
Le trichlorure d'indium anhydre réagit violemment avec l'eau et s'hydrolyse (protolyse) rapidement C'est le composé d'indium le plus solubleAraki, S., Hirashita, T., Indium trichloride in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, Ed: L. Paquette, 2004, J. Wiley & Sons, New York. ..
En solution avec de l'acide chlorhydrique, InCl3 étant un acide de Lewis, forme avec les ions chlorure, qui sont des ligands donneurs, des complexes hexachloro, [InCl6]3− et aquopentachloro [InCl5(H2O)]2−.
Le chlorure d'indium(III) fondu (liquide) est un conducteur électrique. InCl3 réagit avec de l'indium métallique à haute température pour former des chlorures d'indium de valence inférieure comme In5Cl9, In2Cl3 et InCl.
Structure
InCl3, à l'état solide, a une structure cristalline monoclinique isotypique à celle du chlorure d'aluminium(III) et de groupe d'espace C2/m avec les paramètres suivants : a = 64,1 pm, b = 111,0 pm, c = 63,1 pm et ß = 109°48'. Ainsi comme donc AlCl3 et TlCl3, la structure d'InCl3 consiste en l'empilement selon l'axe c de couches constituées de rangements très compacts d'ions chlorures encadrant une couche d'ions In3+ ayant une géométrie de coordination octaédriqueEgon Wiberg, Arnold Frederick Holleman, Inorganic Chemistry, 2001, Elsevier. . Ce motif est semblable à celui observé dans le chlorure d'yttrium, YCl3A.F. Wells, Structural Inorganic Chemistry, 1984, Clarendon Press, Oxford. ..
Synthèse
L'indium est un métal relativement électropositif. Chauffé, il brûle dans le gaz dichlore pour donner le trichlorure anhydre. In solide cristal + 3/2 Cl gaz chlore → InCl poudre blanche
Le chlorure d'indium peut être également obtenu anhydre par réaction d'un mélange d'oxyde d'indium(III), In2O3 et de charbon actif dans un courant de dichloreF. Noel, Indium and Indium Compounds, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2012, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim. L. Kolditz, Anorganische Chemie, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin, 1983, p. 355..
Le trichlorure d'indium peut également être préparé en dissolvant de l'indium dans de l'acide chlorhydrique. La forme tétrahydrate de celui-ci est cristallisée à partir de solutions aqueuses.
Une autre synthèse publiées utilise une cellule électrochimique avec une mélange méthanol/benzène comme solution (solvant)Habeeb, J. J., Tuck, D. G., Electrochemical Synthesis of Indium(III) Complexes, Inorganic Syntheses, 1979, vol. XIX. .. Enfin, une autre voie de synthèse passe par la réaction de l'oxyde d'indium(III) avec du chlorure de thionyle à 300 °C:
Utilisation
Dans une solution anhydre de diéthyl éther, InCl3 réagit avec de l'hydrure de lithium, LiH, pour former LiInH4, un composé instable qui se décompose au-dessous de 0 °CAnthony John Downs, Chemistry of aluminium, gallium, indium, and thallium, 1993, Springer. , et qui réagit donc in situ comme réducteur en synthèse organiqueHisashi Yamamoto, Koichiro Oshima, 'Main Group Metals in Organic Synthesis, vol. 1, 2004, Wiley VCH. pour préparer des amines tertiaires et des adduits phosphine-InH3.
Le triméthylindium, InMe3 peut être produit par la réaction d'InCl3 en solution dans l'éther diéthylique avec un réactif de Grignard (organomagnésien mixte), l'iodure de méthylmagnésium (MeMgI) ou avec du méthyllithium (LiCH3). Le triéthylindium peut être de la même façon obtenu avec le bromure d'éthylmagnésium (EtMgBr), un autre réactif de GrignardSchultz, Neumayer, Marks, Main Group compounds, Inorganic Syntheses, 1997, vol. 31, John Wiley & Sons. :
InCl3 + 3LiMe → Me3In.OEt2 + 3LiCl InCl3 + 3MeMgI → Me3In.OEt2 + 3MgClI InCl3 + 3EtMgBr → Et3In.OEt2 + 3MgBr2
L'éther peut être éliminé par chauffage à 25 °C sous vide.
Un autre usage important du trichlorure d'indium en synthèse organique est celui d'un catalyseur acide de Lewis dans des acylations de Friedel-Crafts et des réactions de Diels-Alder. Un exemple d'une telle réaction se déroule à température ambiante, avec une charge de catalyseur de 1 % molaire et dans un mélange acétonitrile-eauPrajapati, D., Mukut Gohain, M., An efficient synthesis of novel pyrano[2,3-d]- and furopyrano[2,3-d]pyrimidines via Indium-Catalyzed Multicomponent Domino Reaction, Beilstein Journal of Organic Chemistry, 2006, vol. 2(11). . La première étape est une condensation de Knoevenagel entre l'acide barbiturique et l'aldéhyde, la seconde est une réaction de Diels-Alder à demande électronique inverse qui est une réaction à plusieurs constituants, l'acide N,N'-diméthylbarbiturique (en noir), le benzaldéhyde (en bleu) et l'éthyle vinyle éther (en rouge):
Avec InCl3 comme catalyseur, le rendement chimique publié est de 90 % et le pourcentage d'isomère trans est de 70 %. Sans le catalyseur, le rendement baisse à 65 % avec 50 % de produit trans.
Par ailleurs, Le chlorure d'indium(III) est aussi utilisé en médecine nucléaire et pour la production de sulfure d'indium (pour les cellules solaires CIGS).
Notes et références
Catégorie:Composé de l'indium indium(III)